книги / Проектирование транспортных сооружений

Подпорные стены набережных разделяют по очертанию поверхно­ стей, ограничивающих берег и смываемых водой, на следующие виды (рис. 16.1): вертикальные, пологие, прямолинейного, ломаного или криволинейного очертания, полуоткосные (одевающие). Очертание по­ верхности подпорных стен выбирают в зависимости от архитектурно­ планировочных условий и геологического строения берегов реки.

Наклонное очертание поверхности подпорных стен увеличивает зеркало воды во время паводков, а также улучшает видимость реки с берегов и зданий. Однако такие стены занимают в плане более широ­ кую полосу, сокращая площадь живого сечения реки и у проездов по берегам.

Вертикальные стены имеют менее благоприятный внешний вид, но занимают меньше площади. Им придают небольшой наклон, состав­ ляющий 1/15—1 '20. Пологие стены имеют большие уклоны.

Наружную поверхность стен часто облицовывают естественным кам­ нем, что улучшает внешний вид конструкции и предохраняет ее от ат­ мосферных воздействий, повреждений льдом и т. д. Сверху стены окайм­ ляют карнизами и ограждают перилами (чаще всего металлическими) или каменным парапетом.

В настоящее время наибольшее распространение имеют набереж­ ные, выполненные в виде массивных бетонных (значительно реже ка­ менных) или железобетонных подпорных стен различных типов. В ряде случаев для уширения проездов по набережным возводят спе-

Рис. 16.1. Поперечные сечения массивных подпорных стен городских набе­ режных:

/ парапет; 2 —карниз; 3 —облицовка; 4--тело стенки; 5 - засыпка за стеной; 5-'-дре­ наж и водоотвод из засыпки

401

циальные эстакады, расположенные, вдоль русла реки и соединяемые с существующими подпорными стенами.

Реки и каналы небольшой ширины можно полностью перекры­ вать для устройства таких проездов.

16.2. ПОДПОРНЫЕ СТЕНЫМОНОЛИТНОЙ КОНСТРУКЦИИ

Подпорные стены, бетонируемые на месте строительства, возводят из бетона или с минимальным количеством конструктивной арматуры, а также из железобетона.

Высота массивных бетонных стен составляет 2—3 м. Такие конст­ рукции отличаются простотой возведения. По верхней грани толщина подпорных стен должна быть не менее 0,4 м (в каменных и бутобетон­ ных стенках — 0,75 м), а к фундаменту она увеличивается для вос­ приятия горизонтальных давлений от грунта засыпки. Увеличение толщины достигается наклоном задней или передней грани стены или одновременно обеих (см. рис. 16.1, а). Ширину у обреза фундамента ре­ комендуется назначать не менее (0,35—0,40)* высоты стенки. Обрез фундамента должен располагаться ниже уровня меженных вод не ме­ нее чем на 0,5 м, а подошва фундамента — заглубляться в грунт ос­ нования не менее чем на 1 м. Основание фундаментов подпорных стен может быть естественным при прочных грунтах или искусственным в виде свай, забитых вертикально или с наклоном в сторону засыпки на глубину не менее 4 м. В лицевой поверхности стен предусматривается вырез для размещения камней облицовки (см. рис. 16.1, а).

При значительном горизонтальном давлении грунта засыпки уст­ раивают бетонные стены с горизонтальными уступами (рис. 16.1, б). Вертикальное давление на эти уступы уменьшает общий опрокидыва­ ющий момент и улучшает условия устойчивости стен.

Если грунты берегов плотные и устойчивые, то бывает достаточным закрыть слоем бетона или железобетона их спланированную поверх­ ность. Стены такого типа называют одевающими (рис. 16.1, в). Надвод­ ная часть стены при этом должна быть облицована и может быть вклю­ чена в состав рабочего сечения стены. Полную толщину одевающей стены принимают не менее 0,3 м, придавая ее поверхности криволиней­ ное или ломаное очертание с уклоном в нижней части, близким к 45°. Основанием стены служит бетонный или железобетонный фундамент небольшого размера (башмак) на естественном или свайном основании.

Одевающие стенки представляют собой рациональный и простой по конструкции вид сооружений, предохраняющий породу откосов от разрушения. Преимущество одевающих стен состоит в том, что при их строительстве не требуется устройство котлованов и не затрагивается земляной массив берега с его подземными сетями и коллекторами. Однако такие стены не могут быть применены при слабых и неустойчи­ вых грунтах. Вблизи одевающих стен запрещается проводить работы, связанные с прокладкой подземных сетей.

В ряде случаев возводят подпорные стены комбинированной кон­ струкции, сочетающие монолитную массивную часть со сборными же­ лезобетонными элементами. Так, например, в массив стенки можно за-

402

делать железобетонные консольные плиты или анкерные элементы (рис. 16.2, а). Эти элементы служат одной цели — созданию в стене мо­ ментов, обратных по направлению тем, что появляются от давления за­ сыпки. Однако при этом усложняется производство работ.

Железобетонные подпорные стены сооружают при высоте засыпки до 4—6 м. Толщину таких стен назначают не менее 0,1 м. Чаще всего применяют железобетонные стены уголкового типа с длинной горизон­ тальной фундаментной плитой (рис. 16.2, б), воспринимающей верти­ кальное давление грунта и не дающей стене опрокинуться. При недо­ статочной устойчивости стены на сдвиг фундаментную плиту выпол­ няют с изломом, устраивая в грунте как бы железобетонный анкер. При значительной глубине воды или глубоко залегающих плотных грунтах основания уголковую железобетонную стену устанавливают на массивные бетонные быки, располагаемые вдоль стены с шагом 6—8 м (рис. 16.2, в), а также опускные колодцы или высокий свайный ростверк. Откос под фундаментной плитой укрепляют каменной наброской.

ризонтальные являются конструктивными. Стены с большим наклоном в сторону засыпки лучше сопротивляются ее давлению, но неустойчи­ вы без засыпки, и их следует бетонировать постепенно с одновремен­ ным увеличением высоты засыпки.

Для предотвращения трещин, возникающих от осадок и изменения температуры, в стенах набережных устраивают деформационные швы. В бетонных и одевающих стенах их располагают по длине через 10— 15 м, в железобетонных — через 30—40 м. Швы необходимы также в местах, где резко меняется характер грунтов в основании или каче­ ство применяемой засыпки. В тех местах, где стена имеет шов, необхо­ димо устраивать шов и в облицовке (см. рис. 16.3, а), который рас­ полагают вертикально или ступенчато между камнями облицовки (по штрабе). Шов заполняют битумным матом, состоящим из нескольких слоев мешковины, пропитанной битумом или одной битумной мастикой, дощатым щитом, обернутым толем, рубероидом или просмоленной меш­ ковиной (см. сечение А — А на рис. 16.3, а). В швах, устроенных по штрабе, между бетонной стенкой и выступающими концами камней об­

403

лицовки прокладывают рубероид или другой материал, обеспечиваю­ щий свободное взаимное перемещение в шве сопрягающихся частей стенки. Шов в облицовке обычно плотно заполняют просмоленной пак­ лей. Снаружи шов иногда расшивают цементным раствором.

Чтобы предохранить подпорные стены от проникновения в них влаги, со стороны засыпки устраивают дренаж. Кроме того, поверх­ ность подпорных стен, соприкасающуюся с грунтом, покрывают защит-

Рис. 16.3. Конструкция подпорной стены из монолитного железобетона:

/•-облицовка; 2 —деформационный шов; 3 —жгут; 4 —щнт, обернутый толем, нлн би­ тумный мат; 5 —железобетон стенкн; 6—слой цементного раствора с арматурной сеткой для крепления камней облицовки; 7—расшивка цементным раствором; 8 —просмоленная пакля; 9 —горизонтальные дрены; /0—вертикальные дрены

404

ным слоем гидроизоляции из битумной обмазки, наносимой холодным или горячим способом. Прилегающая к стене засыпка должна состоять из крупнозернистого песка или гравия.

Дрены для отвода грунтовых, атмосферных или аварийных вод располагают вдоль стен с уклонами не менее 1,5—2,0% по пилообраз­ ному профилю (рис. 16.3, б). В пониженных точках дренажа предусмат­ ривают выпуск воды через отверстия в подпорных стенах и слое обли­ цовки. Выпускные отверстия располагают несколько выше нормаль­ ного уровня воды или устраивают затопляемый дренаж, выпускные отверстия которого располагают ниже уровня воды. При высоких под­ порных стенах, кроме горизонтальных, устраивают еще и вертикаль­ ные дрены, размещая их в местах водоотводных отверстий.

Дрены делают прямоугольного (см. узел / на рис. 16.3, а) или тра­ пецеидального сечения (см. рис. 16.1, а). Среднюю часть дрен заполня­ ют крупным щебнем, по краям укладывают более мелкий щебень, а кругом дрену обсыпают мелким песком. Благодаря такому заполне­ нию дрен илистые и другие частицы, взвешенные в грунтовой воде, задерживаются наружным слоем мелкого песка и щебня, что препятст­ вует выносу в реку грунта из-за подпорной стены. В подпорных стенах на быках, опускных колодцах или высоком свайном ростверке дренаж располагают у задней кромки горизонтальной плиты или над средней ее частью с устройством в плите сквозных выпускных трубок.

Процессу фильтрации воды способствует устраиваемая под нижней плитой каменная наброска, доведенная до задней части стены (см. рис. 16.2, в).

16.3. ПОДПОРНЫЕ СТЕНЫ СБОРНОЙ И СБОРНО-МОНОЛИТНОЙ КОНСТРУКЦИЙ

Простейшая конструкция подпорной стены образуется из массив­ ных бетонных блоков, устанавливаемых один на другой (рис. 16.4, а). Объединение блоков обеспечивается слоями цементного раствора. Мас­ сивные подпорные стены оказываются целесообразными для устройст­ ва морских набережных. При высоте стенок более 4—5 м верхний блок, устанавливаемый на упорный массив, может иметь облегченный уголковый профиль3 (рис. 16.4, б). Для отвода атмосферной воды, по­ падающей в засыпку, за стеной предусматривают наклонный дрени­ рующий слой щебня. Массивные подпорные стены могут устанавли­ ваться на фундаментный блок или при прочных грунтах основания — на гравийную подушку. С целью повышения устойчивости массивных подпорных стен между блоками устраивают железобетонные плиты, играющие роль разгружающих площадок 5 (рис. 16.4, в).

На практике находят применение подпорные стены, состоящие из плоских сборных элементов, объединяемых в единую конструкцию омоноличиванием мест сопряжения. Подобные конструкции могут считаться сборно-монолитными (рис. 16.5, а). При этом членение кон­ струкции на мелкие элементы позволяет уменьшить их массу и облег­ чить монтаж. Так, например, стены могут быть выполнены из монолит­ ной фундаментной плиты с гнездами для установки вертикальных ре-

405

а-)

Я’ О0 0 м

о§ ОSd

Весьма распространенным типом сборной железобетонной подпор­ ной стены является уголковая конструкция (рис. 16.5, в), имеющая в каждом блоке диафрагму. Д ля увеличения жесткости подпорной сте­ ны, состоящей из плоских элементов, применяют металлические или железобетонные наклонные тяж и, соединяющие верх стенового эле­ мента с краем фундаментной плиты (рис. 16.5, г).

В тех случаях, когда глубина воды превышает 2 —3 м, представля­

ной плитой (рис. 16.5, д). Такие стены удобны тем, что основные опера­ ции монтажа конструкции ведутся над уровнем воды без устройства перемычек и осушения котлованов.

Рнс. 16.5. Сборные железобетонные подпорные стены уголкового про.

филя:

I —стеновой блок; 2 —фундаментная пли­ та; 3—бетон омоиоличнвання; 4—сбор­ ная плита; 5 —тавровое вертикальное реб­ ро; 6 —диафрагма; 7 —вертикальный эле­ мент таврового сечения; 8—стальной тяж; 9 —поперечный балочный элемент

406

из сборных блоков (рис. 16.6).

Сборные железобетонные подпорные стены обычно армируют ненапрягаемой стержневой арматурой круглого или периодического про­ филя. Напрягаемая арматура применяется весьма редко.

Расположение растянутой рабочей арматуры зависит от принятой конструкции стенки. В уголковой стене из двух сборных элементов (рис. 16.7, а) ее располагают у внутренней поверхности вертикального блока (стержни № 4), а также у верхней грани фундаментной плиты (стержни № 5) и участка омоноличивания с шагом вдоль стены, опре­ деленным расчетом.

В том случае, когда подпорную стенку собирают из блоков с диаф­ рагмами, они воспринимают растягивающие усилия от вертикальной стены ифундаментной плиты и поэтому армируются вдоль своей наклон­ ной грани (рис. 16.7, б, стержни № 1). Вертикальный стеновой эле­ мент и фундаментная плита работают как консоли, защемленные в диафрагму, так как в швах между блоками они не соединяются. При этом растянутыми могут оказаться внутренняя грань вертикального элемента и верхняя грань фундаментной плиты (см. рис. 16.7, б, стерж­ ни № 2 и 3). Поскольку фундаментная плита в период строительства может работать на изгибающие моменты другого знака, то устанавли­ вают еще арматуру у нижней ее грани.

Стену из сборных вертикальных ребер и плит армируют аналогична уголковой вдоль внутренних граней (рис.16.7, в, стержни № 7 и 8). Плиты, опирающиеся на выступы вертикальных ребер, под действием горизонтального давления грунта работают в горизонтальной пло­ скости как шарнирно опертые, и поэтому арматуру в них располагают вдоль внешней грани (см. рис. 16.7, в, стержни № 6).

Вертикальные сборные элементы стены, соединенные с фундамен­ том тяжами, работают под действием горизонтального давления грун-

407

та в вертикальной плоскости как балки на двух опорах и поэтому ар­ мируются в вертикальном направлении у наружной грани (рис. 16.7, г, стержни № 9). Кроме того, вертикальные элементы у внутренних гра­ ней армируются горизонтальными стержнями (см. рис. 16.17, г, стерж­ ни № 10), так как происходит изгиб этих элементов в вертикальной плоскости.

Приведенные способы армирования дают лишь принципиальное расположение стержней. Практически в стенах имеется значительно большее количество рабочей и конструктивной арматуры, воспринима­ ющей усилия при различных сочетаниях внешних нагрузок. Так, угол­ ковая стена на высоком свайном ростверке (рис. 16.8) имеет монолит­ ную фундаментную плиту, в которую входят сваи. Арматура свай, а также нижнего «фартука» замоноличивается в фундаментной плите, из которой в свою очередь выпускаются петли для присоединения сте­ нового элемента. Элементы (блоки) сборной стены также имеют петле­ вые выпуски, перекрещивающиеся с выпусками плиты. В стыке уста­ новлены дополнительные продольные стержни. Горизонтальный шов между плитой и стеной заполнен цементным раствором, а выпуски омоноличены бетоном (см. узел / /н а рис. 16.8). Поверхности плиты и

Рнс. 16.7. Схемы армирования железобетонных подпорных стен: №1 12 —стержни арматуры

408

Рис. 16.8. Конструкция подпорной стены на высоком свайном ростверке:

/ -стеновой блок: 2 —облицовка; 3 —сетка крепления облицовки; 4 —сваи ростверка; 5 - сборный «фартук» с водоотводными трубками; 6—деревянная шпунтовая стенка; 7 —мо­ нолитная фундаментная плнта; 8—рифленые поверхности стеновых блоков н плиты ростнерка; 9 -бетон омоноличивания стыка; 10 —шпоночный стык; 11 -выпуски крепления облицовки

стены в стыке имеют рифления для лучшего сцепления с бетоном омоноличивания. Вверху сборные блоки стен соединяют поясом монолит­

ным раствором, благодаря чему образуются шпонки, в которые заво­ дят арматурные стержни для крепления облицовки.

Гидроизоляцию и водоотвод в сборных и сборно-монолитных под­ порных стенах устраивают так же, как и в монолитных конструкциях.

16.4. УШИРЕНИЕ НАБЕРЕЖНЫХ И СХОДЫ С НИХ

Ответственными элементами городских набережных являются сходы, устраиваемые для причаливания судов, а также как площадки для отдыха. Конструкция и архитектурное оформление сходов под­ чиняются общему архитектурному ансамблю прилегающей части на­ бережной. Основными элементами схода служат лестницы для спуска

409

к нижней площадке, расположенной у воды. Лестницы располага­ ют вдоль направления набережной, перпендикулярно к ней или в обоих направлениях. Лестничные сходы, перпендикулярные на­ бережной (рис. 16.9, а), целесообразны при небольшой ее высоте. При высоких набережных такие сходы получаются слишком длин­ ными и требуют выноса нижней площадки далеко в русло реки или заведения лестниц в сторону берега с устройством широких тротуаров. Поэтому перпендикулярные сходы с высоких набереж­ ных применяют чаще всего в парках. Более целесообразны для вы­ соких набережных продольные лестничные сходы (рис. 16.9,6). На­ ходят применение также криволинейные сходы (рис. 16.9, в). В от­ дельных случаях сходы с набережных предусматривают и на их углах, в местах впадения в реку притоков (рис. 16.9, г).

Конструкции сходов и площадок сочетают элементы конструк­ ций подпорных стен, лестниц и пристаней. Ограждающие стены сходов проектируют аналогично подпорным стенам набережных. Лестницы обычно имеют основание в виде бетонной подушки. Ино­ гда их располагают на специальной поддерживающей конструкции.

В ряде случаев проезды вдоль набережных требуют уширения. Это может быть достигнуто путем устройства эстакады парал­ лельно набережной. Если уширение производится одновременно с планировкой берегов и организацией проездов, то подпорные сте­ ны могут быть исключены (рис. 16.10, а). С наружной стороны к эстакаде тогда подвешивают декоративную стенку, закрывающую темное пространство под пролетными строениями и предохраняю­ щую опоры от плывущих предметов и льда. В тех случаях, когда подпорная стена уже возведена, эстакаду располагают рядом с ней, оставляя шов, перекрываемый, например, разделительной полосой (рис. 16.10,6). Такое решение принимают, когда на стену нельзя

Рнс. 16.9. Планы сходов с набережных:

/ тротуар вдоль набережной; 2 —лестничные сходы; 3 —площадка для отдыха нлн при­ стань; 4 —видовая площадка

410